Усадка линейного полиэтилена

Важными характеристиками ориентированных полимерных материалов являются усадка и интервал температур, в котором она обнаруживается. Однако в ряде случаев необходимо знать не только возможное изменение размеров полимерного изделия в результате усадки, но и скорость этого процесса при различных температурах. Действительно, стабильность размеров и формы полимерных изделий в процессе эксплуатации является необходимым условием их надежной работы. С другой стороны, специальные (так называемые термоусаживающиеся) полимерные материалы должны усаживаться с достаточной скоростью в требуемой области температур.

Как для любого термически активируемого релаксационного процесса, скорость усадки и, следовательно, время усадки определяются энергией активации (£). Поэтому мерой стабильности размеров и формы ориентированных полимерных материалов может служить величина Е. Кроме того, важную информацию о механизме процесса усадки несут релаксационные константы.

Представляет интерес возможность определения релаксационных параметров процесса усадки полимеров по данным линейной дилатометрии с целью установления механизма, кинетики процесса усадки и оценки стабильности ориентированных полимерных материалов при различных температурах.

Характер усадки ориентированных образцов полимерных материалов может быть оценен по зависимости относительного удлинения (е) от температуры. Основное изменение размеров однооснодеформированных образцов линейного полиэтилена в результате усадки при нагревании начинается при температуре 343 К и заканчивается при 368 К.

На первой низкотемпературной стадии усадки значение усадки близко к значению предэкспоненциального множителя для процесса стеклования линейного полиэтилена при структурной релаксации. Эту стадию усадки можно рассматривать как процесс релаксации напряженных в результате деформирования проходных цепей или как процесс, обратный механическому стеклованию.

При дальнейшем нагревании наступает основная стадия усадки. Следует отметить очень малое значение Е и высокое значение £. Вместе с тем при испытании на ползучесть линейного полиэтилена были получены еще более высокие абсолютные величины этих релаксационных констант. Это может свидетельствовать о кооперативном характере движения различных кинетических единиц, участвующих в релаксационном процессе. На этой стадии усадки наряду с релаксацией напряженных проходных цепей протекает релаксация сетки химических связей (так называемая химическая релаксация), которая не проявляется при низких температурах вследствие больших времен запаздывания.

Таким образом, высокая эффективная энергия активации на основной стадии усадки, включающей химическую релаксацию, дает основание предполагать, что при хранении или эксплуатации при низких температурах изделие из линейного полиэтилена и сшитого ПЭНД будет обладать стабильными размерами и формой.